Inicio / Instrumentación y automatización

Redes RS-485, Modbus RTU y Profibus DP

Indique protocolo, velocidad, longitud del cable y dispositivos para saber si basta un segmento, cuántos repetidores y terminadores usar y cuánto tarda el maestro Modbus en leer todos los esclavos.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Verificación
Red
Sondeo Modbus RTU

Cable de par trenzado apantallado con impedancia de 100 a 130 Ω (Profibus tipo A: 135 a 165 Ω, 30 pF/m). Topología en línea, sin estrella.

——
—

Longitud máxima del segmento según la velocidad

RS-485 por la curva práctica de la TIA-485-A (1200 m hasta unos 90 kbit/s y después L × velocidad ≤ 10⁸); Profibus DP por la tabla de la IEC 61158 para cable tipo A.

Toque el gráfico para ver los valores.

Tiempo de sondeo Modbus según la velocidad

Misma red y mismos mensajes a cada velocidad. A partir de cierto punto, domina el tiempo de respuesta de los esclavos y subir la velocidad apenas ayuda.

Toque el gráfico para ver los valores.

Tiempos de una transacción Modbus

La memoria reúne entradas, resultados, ecuaciones, hipótesis y referencias de esta página, con campos para proyecto, responsable y revisión. En la ventana de impresión, elija Guardar como PDF.

Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

RS-485 (curva práctica TIA-485-A, cable 24 AWG): Lmáx = mín(1200 m; 10⁸ ÷ velocidad)
Profibus DP, cable tipo A: 9,6 a 93,75 kbit/s → 1200 m; 187,5 → 1000 m; 500 → 400 m; 1500 → 200 m; 3000 a 12 000 → 100 m
Segmentos s: menor entero con s ≥ L ÷ Lmáx y s · cap − 2(s − 1) ≥ dispositivos (cada repetidor ocupa una carga en los dos segmentos); cap = 32 ÷ UL
Modbus RTU: tc = 11 ÷ velocidad; t3,5 = 3,5 · tc (1,75 ms por encima de 19 200 bit/s); transacción = n_pet · tc + máx(t_resp; t3,5) + n_resp · tc + t3,5 + pausa
Bytes (dirección + función + datos + CRC): 01/02 → 8 y 5 + ⌈N/8⌉; 03/04 → 8 y 5 + 2N; 05/06 → 8 y 8; 15 → 9 + ⌈N/8⌉ y 8; 16 → 9 + 2N y 8
Sondeo = transacción × mensajes por esclavo × número de esclavos

Hipótesis y límites

  • Topología en línea (daisy chain) con terminación en los dos extremos de cada segmento; derivaciones cortas. Cable de par trenzado apantallado con impedancia adecuada.
  • La curva de longitud de RS-485 es la práctica del TSB-89 para 24 AWG; cables de menor capacidad permiten algo más.
  • Sondeo Modbus sin errores ni reintentos, un maestro y un puerto. El tiempo de respuesta del esclavo viene del manual o de una medición; variadores y medidores suelen responder en 5 a 50 ms.

Normas y documentos técnicos

  • TIA-485-A (ANSI/TIA/EIA-485-A-1998): Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systems
  • TIA/EIA TSB-89-A: Application Guidelines for TIA/EIA-485-A
  • Modbus Organization: MODBUS over Serial Line Specification and Implementation Guide V1.02; MODBUS Application Protocol Specification V1.1b3
  • IEC 61158 e IEC 61784-1 (CPF 3): Profibus DP
  • PROFIBUS International: Installation Guideline PROFIBUS DP/FMS (2.112) e PROFIBUS Assembling Guideline (8.022)

Legislación aplicable

  • Consulte la legislación vigente en su país sobre seguridad y salud en el trabajo, equipos a presión, instalaciones eléctricas y medio ambiente que se aplique a esta instalación.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la longitud máxima de una red RS-485?

Unos 1200 m por segmento hasta unos 90 kbit/s. Por encima, vale la regla práctica longitud × velocidad ≤ 10⁸: a 115 200 bit/s, unos 870 m. Con repetidores, cada segmento suma otros 1200 m.

¿Cuántos dispositivos caben en un bus RS-485?

32 cargas unitarias por segmento. Con transceptores de 1/8 de carga, 256 dispositivos. En Modbus, el límite de direcciones es de 247 esclavos; en Profibus DP, 126 estaciones.

¿Cuánto tarda Modbus RTU en leer 10 esclavos?

A 19 200 bit/s, leer 10 registros (petición de 8 bytes, respuesta de 25) con 10 ms de respuesta del esclavo lleva unos 31 ms por esclavo, o 309 ms para 10 esclavos.

¿Qué longitud admite Profibus DP a 1,5 Mbit/s?

200 m por segmento con cable tipo A. A 12 Mbit/s baja a 100 m; hasta 93,75 kbit/s llega a 1200 m. Cada segmento admite 32 estaciones, incluidos los repetidores.